储能技术手段全展望

储能技术手段全展望

提及新能源，尤其是风力与光伏发电，许多人的第一印象往往就是成排的风车和大片的太阳能板，而很少想到它们所产电能的传输与使用。

由于能源产生方式的不稳定和不连续性，风电尽管资源丰富，电量充沛，却无法直接并入传统电网；光伏因为成本问题，一直以国外市场为主。产业首尾不相接的状况，让供需之间的不平衡，伴随着国内市场的启动与新能源越来越大的投资、扩产而愈益明显。

因而可以说，解决间歇性和随机性是新能源实现自身价值的核心问题之一。而将电力转化成其他形式的能量，并在需要的时候以电的形式释放的储能技术，便成为最理想的钥匙。事实上，储能问题并非伴随新能源而产生的新问题。人们一直都清楚，如果电能得以大规模储存，电网供需不平衡的问题便会迎刃而解，新能源将开始造福人类。

目前，已开发的储能技术主要分为物理储能和化学储能两大类。物理储能主要包括抽水储能、飞轮储能、压缩空气储能等。化学储能主要包括各类蓄电池、超级电容器、可再生燃料电池(如金属—空气电池，氢能：电解水制氢—储氢—燃料电池发电)和液流电池等。

抽水储能：大规模储能首选

“在风电领域，目前普遍使用的是抽水蓄能。”专家说，技术成熟、低成本、循环水利用等优势，使得抽水储能现在广泛应用于风力发电的大规模储能。

抽水储能是目前电力系统中应用最为广泛的一种储能技术，是为了解决电网高峰、低谷之间供需矛盾而产生的，是间接储存电能的一种方式。它利用下半夜过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，然后在次日白天和前半夜将水放出发电，并流入下水库。在整个运作过程中，虽然部分能量会在转化间流失，但相比之下，使用抽水蓄能电站仍然比增建煤电发电设备来满足高峰用电而在低谷时压荷、停机这种情况来得便宜，效益更佳。除此以外，抽水蓄能电站还能担负调频、调相和事故备用等动态功能，成为电网运行管理的重要工具。“最有效的是抽水蓄能电站和风能配套。风能的随机性太大，是最差劲的垃圾电，有了抽水储能电站，垃圾电就变成优质电。”在近期的一次新能源发电入网和抽水蓄能建设座谈会上，明确支持大力发展抽水蓄能电站。他建议从广大农村、小城镇开始，建立起一个结合多种新能源和储能方式的、以分布式供能体系为中心的战略性新兴产业。

目前，世界主要工业国家抽水蓄能装机比例约占总装机容量的5%—10%。专家认为，尽管其他新兴储能方式正在不断取得发展，但短时间，“电池储能的污染，飞轮储能的成本都是需要行业自身考虑的问题。在大规模储能领域，抽水蓄能还将是最主要的方式。”

电池储能：离网型储能空间广阔

谈到当前的储能技术，专家在接受采访时表示，电池储能是目前最为成熟、最可靠的储能技术之一。而离网型光伏发电和风力发电(含独立系统)的发展，将成为储能蓄电池高速发展的主要推动力。

与一般蓄电池相比，储能电池要求大容量，长寿命(10年以上)以及适应微电流充电、耐过充电和过放电、少维护、可以任意方向放置、低成本等特点。专家认为，铅蓄电池恰恰具有技术成熟，可制成大容量，单位能量成本和系统成本低，安全可靠和再利用性好等特点，也是目前最实用的储能电源系统，已在小型风力、光伏发电独立系统以及中小型非并网电站获得广泛应用。而锂离子、氢镍电池等先进蓄电池成本较高，大容量储能技术还不成熟，产品的性能目前尚无法满足储能的要求，其经济性也无法实现商业化运营。

专家还表示，今后较长时期内，通信、工业应用和光伏、风电产品所需的储能电池将大幅度增加；海上风能的领域，各种海上作业平台，高山、沙漠、岛屿等边远地区，全国约有100万条捕鱼船、运输船等小型船只，是推广风力和光伏独立发电系统的最佳应用领域。这些因素将支持中国储能蓄电池的高速发展，储能电池有可能成为继电动自行车电池后的又一个新的电池发展亮点，出现“跨越式”

增长。

针对铅蓄电池存在环境污染的说法，专家认为，铅蓄电池存在铅污染风险，但污染风险不等于环境污染。他用美国的例子进行了反驳：美国95%以上的铅用于铅蓄电池，而铅蓄电池的污染“贡献率”不到1.5%，美国已经将蓄电池生产从铅主要污染源中排除。可见问题不来自于铅蓄电池本身。健全的法律法规、严格的监督管理之下，污染的风险将会降到最低。他表示近期已经就此方面的问题向工信部提交了报告。

飞轮储能：尽快实现突破

巨头A集团涉足飞轮储能的消息，立即引起了人们的极大兴趣和关注。一向走在行业之前、擅长“蛙跳”战术的A此举，意味着中国的新能源企业正逐步走向行业最前沿的尖端领域。A飞轮储能设备将在年底推出样机，“十四五”期间计划产出45万台。据悉，其技术已经超过了欧美，国产化率达到了80%。当前电机中飞轮转速达6万转/s，将来会达到14万转/s，而每天仅耗费所储能的2%以下。

作为物理储能方式之一的飞轮储能，简单地说，就是把电能通过电动机驱动的一个轮子高速旋转，变成机械能，然后需要用电时再把机械能通过发电机转化为电能。飞轮储能根据不同方式有很多应用，应用最广泛的是直接储存动能并应用动能，比如F1赛车所采用的动力回收系统。而目前尖端研究的方向就是飞轮储存功能并转化为电能应用。

与超级电容、电池等储能装置比较，飞轮储能装置的能量密度最大。同时，由于是纯物理储能，稳定可靠，对使用环境（温度，压力等）的要求低，还具有化学方式所不具备的环保优势。采访的专家表示，技术与成本的问题，决定了其在大

规模储电上的短板。定位中小规模储能市场，不断在技术研发和成本等方面取得突破，是飞轮储能近期的合理选择。

专家表示，与新能源产业不断完善和加强的政策引导与支持相比，储能技术和产业的上层支持单薄得多。“单作为智能电网的重要组成部分，储能产业就需要大力予以支持，促进其发展。”专家说。

世界各国近些年来纷纷加强了对储能产业的计划和扶持。早在1986年，日本就成立了超导储能研究会，致力实现超导储能的实际应用。目前，日本已经成为世界储能领域的领先国家。而去年，美国也计划投资6.2亿美元资助先进智能电网技术示范项目和综合系统，大规模的储能技术被放到了首位。

博士表示，发展储能产业不仅仅是技术手段，还应该上升到产业层面，甚至国家战略层面；国家应该进一步明确发展储能产业的战略意义，推动节能环保、新能源、增强国家电网能力、提高国家竞争力。专家也认为，规模储能技术及其产业不是一个立即就能赚钱的行业，需要政府的优惠政策，“不能等肚子饿了才去种麦子”。